基于光敏自组装多层膜的液晶光控取向膜

采用layer-by-layer(LBL)的方法，将基板依次在具有光敏双键的季铵盐水溶液和聚乙烯基苯磺酸钠水溶液中浸泡，石英基板表面形成了自组装多层沉积膜。经线性偏振紫外光辐照后，LBL多层膜表现出明显的紫外吸收各向异性。将两片带有各向异性薄膜的基板做成平行液晶器件。在正交的偏光显微镜下观察，发现取得均一、稳定的取向效果。该种光控取向膜有望用作LCoS微显示的取向层。     

InP基应变补偿结构偏振不灵敏半导体光放大器制作的研究

为了制备偏振不灵敏的半导体光放大器(SOA)，将有源区设计为由4个压应变、3个张应变阱层及晶格匹配的垒层InGaAsP交替组合而成的应变补偿结构。器件做成带有倾角的扇形脊形波导结构，避免了常规制作SOA的复杂工艺。对样品3在80～125mA电流范围内，获得了偏振灵敏度≤0．6dB．最小可达0．1dB；较大的电流范围内FWHM值为40nm。     

一种共价键结构的高稳定性自组装光控取向膜

通过两次光照法制备了一种基于共价键结构的自组装光控取向膜。首先采用重氮树脂与聚(4-丙烯酰氧基肉桂酸(4′-磺酸钠)苯酚酯)在水溶液状态下通过静电离子沉积法制备了layer-by-layer型的自组装多层膜,制备过程的紫外-可见光谱表明薄膜为逐层、均匀沉积。第一次光照将膜层间的重氮磺酸盐离子键转化为共价键结构,然后采用线性偏振紫外光进行第二次光照,获得具有各向异性的光控取向膜。紫外-可见光谱法证实了薄膜辐照过程中的光化学反应方式。这种液晶光控取向膜可以水平均匀取向向列相液晶,而且具有良好的热稳定性,可达到150℃。     

开环双波段人眼视网膜成像液晶自适应光学系统设计

设计了一套基于开环双波段模式的人眼视网膜成像液晶自适应光学系统。该光学系统分别采用夏克-哈特曼波前传感器和液晶空间光调制器来探测和校正波前畸变。探测波段采用830nm近红外光,成像波段采用790nm近红外光。采用开环模式以提高光能利用率和系统的稳定性,采用双波段模式以增大视场。新加入了瞳孔监控子系统和响应矩阵测量子系统,使系统更加灵活方便。介绍了系统的关键参数,并通过ZEMAX软件对光学系统进行模拟分析,认为系统可以达到接近衍射极限的效果。传递函数MTF@50lp/mm达到0.25(对应视网膜上3μm),满足设计要求。     

瑞利导星发射系统设计

在天文观测中,瑞利激光导星自适应光学系统可以补偿大气湍流对成像的影响,并且提高天空覆盖率。能够发射一颗合格的瑞利导星成为该技术的前提。为了实现瑞利激光导星在天文观测中的应用,设计了一套瑞利导星发射系统。首先,根据瑞利激光导星自适应系统的基本要求,介绍了激光器的脉冲能量与重复频率的影响;接着,根据湍流理论分析了发射系统的最佳发射口径与大气湍流对导星的光斑大小的影响;然后,根据发射要求利用Zemax软件设计出一套瑞利导星发射系统。该系统最佳的发射口径为260 mm,采样层为10～11km,导星最佳聚焦高度为9.8 km,理想的导星光斑半径为0.45,存在大气湍流情况下导星光斑半径小于1;最后利用Zemax软件对该系统进行公差分析,分析结果表明该系统相对较容易地实现加工与装调。该发射系统满足激光导星自适应系统的要求,实用性高,设计方法普适。     

液晶波前校正器位相调制非线性及闭环校正研究

研究了液晶波前校正器位相调制曲线非线性的校正以及液晶自适应闭环对畸变波前的校正.利用液晶显示器领域通用的Gamma校正技术实现对液晶波前校正器非线性的校正.首先,通过施加线性的LUT曲线以获得512个LUT值对应的位相调制量.然后通过对一个波长位相调制量的线性化分割,找到能够获得线性位相调制的LUT函数曲线.最后将该优化曲线写入液晶波前校正器的驱动电路板中,再次驱动液晶波前校正器并利用ZY-GO干涉仪测量位相调制和灰度级的关系,得到了线性的位相调制.利用线性的液晶波前校正器结合哈特曼波前探测器和波前控制器进行了自适应闭环校正研究.校正前,PV和RMS的平均值分别为2.5牒.48耄痪栈纷允视πＵ琍V和RMS的平均值分别下降为和.分辨率板的一级像也由模糊变得清晰.实验结果说明,经过线性化的液晶波前校正器可以获得高校正精度.     

Rotational viscosity of a liquid crystal mixture: a fully atomistic molecular dynamics study

Fully atomistic molecular dynamics (MD) simulations at 293, 303 and 313~K have been performed for the four-component liquid crystal mixture, E7, using the software package Material Studio. Order parameters and orientational time correlation functions (TCFs) were calculated from MD trajectories. The rotational viscosity coefficients (RVCs) of the mixture were calculated using the Nemtsov--Zakharov and Fialkowski methods based on statistical-mechanical approaches. Temperature dependences of RVC and density were discussed in detail. Reasonable agreement between the simulated and experimental values was found.     

高频采样下人眼波像差特性研究

为提高自适应光学人眼波像差校正和视网膜成像效果,研究了人眼动态波像差的特性。利用采样频率为300Hz、曝光时间为3ms的哈特曼传感器,搭建波像差探测系统。误差分析和模拟人眼实验表明,该系统对动态波像差的测量误差均方根(RMS)均值仅为0.01λ。人眼波像差探测结果表明,人眼存在150Hz以上的波像差,可能对自适应波像差校正造成影响。这种影响可通过延长探测和成像曝光时间的方法来抑制。为了达到衍射极限,对于稳定盯视状态下的人眼,3ms探测曝光、探测校正周期不超过45ms的自适应系统,其校正残差均方根在λ/14以下;当曝光时间增加到6ms时,该周期可放宽至62ms。研究了倾斜像差的波动对成像的影响,确定了高分辨率人眼眼底成像中,成像曝光时间最长不能超过9ms。上述结果表明,将自适应光学视网膜成像的探测曝光与成像曝光时间均定在6ms左右,可获得更好的校正和成像效果。     

单氟取代苯基二苯乙炔基异硫氰酸酯的合成与液晶性质研究

为了满足液晶光学器件快速响应的要求,采用有机合成方法获得了6种单氟取代苯基二苯乙炔基异硫氰酸酯类液晶化合物。首先用IR和1HNMR对6种单氟取代液晶化合物的结构进行了表征,其次通过差热分析对其相变温度进行了测试,利用液晶综合参数测试仪对其液晶性能进行了研究。红外和核磁图谱表明合成的化合物即为目标化合物;差热分析获知这些化合物90℃左右进入液晶相,并且氟取代位置在与异硫氰酸酯基相连苯环的2号位置时有相对较低的熔点,最低的熔点可达到83.4℃;液晶综合参数测试结果表明这6种化合物的Δn值为0.432~0.681,同时氟取代位置在与异硫氰酸酯基相连苯环的3号位置时有相对更佳的响应性能。这些化合物在制备快速响应液晶光学器件中可能会有潜在的应用价值。     

眼底自适应成像系统中的二自由度头托设计

眼科临床上所使用的简易头托限定医生与受试者的距离不能超过一臂之长,因此无法用于较为庞大的眼底自适应成像系统。为了达到眼底自适应成像系统与受试者瞳孔快速对准、稳定定位的要求,设计了一种可长距离控制的二自由度的头托。采用具有自锁能力的梯形丝杠驱动头托垂直运动,采用传动效率高的滚珠丝杠驱动头托水平运动,以步进电机提供动力。基于PIC16F877单片机,完成了头托移动控制的软硬件设计,并在MPLAB与Proteus环境下进行了联合仿真实验。仿真结果表明,所设计的头托可在竖直方向和水平方向以20μm的精准度定位,能够实现长距离、快速准确的瞳孔对准和左右瞳孔切换过程,是眼底自适应成像系统的良好辅助工具。